李聯(lián)濤 深圳市機場股份有限公司

?

航空電子綜合核心處理技術分析

李聯(lián)濤 深圳市機場股份有限公司

【文章摘要】

【關鍵詞】

航空電子；綜合核心；處理技術

前言

綜合核心處理機技術相比公用綜合處理機技術在性能、結構等方面的優(yōu)勢非常明顯，使其在航空電子中的應用相對更加廣泛，其發(fā)展空間受到社會各界的廣泛關注，隨著航空領域研究與應用的不斷深入，綜合核心處理機技術的作用將逐漸突顯。

1.綜合核心處理技術分析

F-35綜合核心處理機技術的研制需要利用可供應且在當下已經(jīng)發(fā)展成熟的技術，所以在其研發(fā)的過程中既要保證其具有一定的先進性和靈活性、前瞻性，而且又要結合實際情況進行不斷的優(yōu)化，通過實踐分析可以發(fā)現(xiàn)F-35綜合核心處理技術同時應用了主干網(wǎng)絡FC技術和傳輸速度相對較低的火線，其和傳感器、現(xiàn)實器以及CNΙ等通信連接主要依靠每秒傳輸速度為2Gbit的光纖，而其與飛機管理系統(tǒng)的通信連接一開每秒傳輸速度在400Gbit以上的火線，可見F-35綜合核心處理技術自身具有較完整的交聯(lián)關系，而且將傳統(tǒng)的慣導等技術在整個管理系統(tǒng)中有機的融合，另外將外掛管理利用相應的介質(zhì)與火線相連接［1］。另外，其將火線互聯(lián)應用于對傳輸速度的依賴性相對較低的結構中，例如飛機管理處理機的連接可以利用火線互聯(lián)，另外在F-35綜合核心處理技術應用的過程中，將CNΙ視為一個單獨存在的系統(tǒng)，其雖然與電子戰(zhàn)之間具有密切的關系，但在設計的過程中其并未在F-35綜合核心處理機結構中，而是將其產(chǎn)生的數(shù)據(jù)以更加優(yōu)質(zhì)的形式向F-35綜合核心處理機中傳輸，使其作用得以充分的發(fā)揮。

1.1綜合核心處理技術的結構分析

可以發(fā)現(xiàn)F-35綜合核心處理機自身包括一個具有23個插槽的機箱和一個具有8個插槽的機箱，允許其他的電子設備與其相連接，這對提升其綜合程度和性能等具有積極的作用，另外，其內(nèi)部被設置成22個模塊，這對提升其數(shù)據(jù)處理速度和信號處理速度具有積極的作用，可以使計算任務得到有效的分配，使F-35綜合核心處理技術具有即插即擴的優(yōu)越性能，這也是其相比公用綜合處理機性能更加優(yōu)越的主要原因［2］。除此之外，為保證其信息處理的全面性，在設計的過程中為其添加了針對圖像處理的獨立信號處理方法，以此保證F-35綜合核心處理技術的計算功能滿足需要，F(xiàn)-35綜合核心處理機在綜合COTS器件功能的前提下，可以在通用和信號處理模塊的作用下將128bitAltiVec技術有效的集合，而圖像處理器在對其產(chǎn)生作用后又會形成功能更加豐富的特殊處理器，使F-35綜合核心處理技術的功能更加多樣化，另外，F(xiàn)-35綜合核心處理機內(nèi)部的交換器模塊中含有32個端口，使F-35綜合核心處理機內(nèi)各模塊之間實現(xiàn)互聯(lián)成為可能，而且對F-35綜合核心處理機內(nèi)外結構的有效互聯(lián)也具有推動作用，甚至使原本不能與其內(nèi)部模塊相連接的數(shù)據(jù)、非數(shù)字信號等實現(xiàn)與F-35綜合核心處理機內(nèi)部模塊的連接，使SPΙO和GPΙO的內(nèi)外互傳成為可能，提升了信息共享的能力［3］。可見F-35綜合核心處理機雖然內(nèi)部結構較簡單，利用交換器模塊實現(xiàn)各模塊間或模塊與外部FC的互聯(lián)，但其功能卻非常強大。

1.2綜合核心處理技術的軟件分析

現(xiàn)階F-35綜合核心處理技術中應用的數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)和信號處理系統(tǒng)，分別為RTOS實時操作系統(tǒng)和MCOS多計算操作系統(tǒng)，另外其編程語言方面應用C/C++高級編程語言，這對其性能進一步優(yōu)化提供了良好的語言環(huán)境。另外，F(xiàn)-35綜合核心處理技術在應用的過程中考慮到電子軟件更新速度快、性能會得到不斷的升級等現(xiàn)實因素，為避免應用的軟件重復開發(fā)，將關鍵任務計算結構增添在F-35綜合核心處理技術中，以此使其在軟件升級中的作用得到保留，這對優(yōu)化F-35綜合核心處理技術也具有積極的作用、除此之外，F(xiàn)-35綜合核心處理技術為保證其功能的持續(xù)有效，對數(shù)據(jù)支持和常見故障維護等功能軟件進行了有效的應用，使其應用的空間和使用的性能更加有保證。

2.綜合核心處理技術的發(fā)展趨勢

2.1COTS模塊更加多樣

由于COTS模塊具有高速完成信號處理流程，與綜合處理器底板總線相連接，對傳感器類型的適應性強等性能，所以其多樣化發(fā)展，對提升綜合核心處理技術性能具有積極的作用，現(xiàn)階段已經(jīng)出現(xiàn)以DSPTMS320C6701為基礎的信號處理板和以G4 PowerPC為基礎的信號處理板，在提升綜合處理器信號傳輸速度、信號計算處理能力等方面具有積極的作用。未來通過對相關的COTS模塊進行不斷的創(chuàng)新和優(yōu)化，提升該技術的整體性能，已經(jīng)成為其發(fā)展的必然趨勢之一。

2.2向結構化方向深化

此發(fā)展趨勢建立在COTS模塊多樣化、全面化發(fā)展的基礎上，即在綜合核心處理機的整體框架確定的前提下，除需要定制的特殊模塊外，將數(shù)據(jù)處理、信號處理、圖像處理、輸入與輸出以及電源等模塊利用COTS模塊完成，在其功能發(fā)揮的過程中，傳感器前端獲取的數(shù)據(jù)在不經(jīng)過VME總線的前提下，直接通過FC、 SPM的子卡向信號處理模塊進行傳輸，而輸入輸出模塊是綜合核心處理機和其他航空電子傳輸介質(zhì)進行連接的主要通道，所以其接口的類型和數(shù)量應滿足需要，而且其可以與雷達定時信號等與FC原本不能有效互聯(lián)的信號相連接，并通過有效的處理，使其向VME底板傳輸成為可能，所以在結構化發(fā)展的過程中可以考慮對輸入輸出模塊定制，使綜合核心處理技術的性能進一步優(yōu)化具有可能。

3.結論

通過上述分析可以發(fā)現(xiàn)，綜合核心處理技術雖然在結構方面更加簡化，但其整體性能優(yōu)越，而且具有進一步優(yōu)化發(fā)展的可能，其未來發(fā)展過程中實現(xiàn)COTS模塊多樣化和結構化對其應用范圍的擴大和性能的提升具有積極的作用，應受到關注。

【參考文獻】

［1］袁曉晗.航空電子綜合核心處理技術研究［J］.航空電子技術，2014，03：6-10.

［2］王海青.航空電子系統(tǒng)綜合技術分析［J］.飛機設計，2013，01：55-61+68.

［3］楊洋.綜合模塊化航空電子系統(tǒng)資源配置工具的研究與實現(xiàn)［D］.南京：南京航空航天大學，2014.

在電子科技快速發(fā)展的過程中，綜合航空電子紫銅結構逐漸突破傳統(tǒng)的分系統(tǒng)界限，而且功能越來越強大，現(xiàn)階段實際應用的綜合核心處理機技術相比公用綜合處理機技術在整體處理能力方面更優(yōu)越，但其應用的板塊數(shù)量卻大幅縮減，使其應用的空間擴大的同時，具有的性能得到優(yōu)化，所以越來越受到關注，本文為對航空電子綜合核心處理技術產(chǎn)生更加全面的認識，以F-35為例，對綜合核心處理技術進行分析，并對其未來發(fā)展方向進行預測，為航空電子產(chǎn)品性能的優(yōu)化做出努力。